Наименование темы научной, научно-технической программы: Разработка технологий и организация производства инновационных строительных материалов из отходов промышленной добычи полезных ископаемых и местных глинистых сырьевых ресурсов. Цель программы: Создать и внедрить технологии инновационного производства строительных материалов из отходов недропользования и агропромышленности. Основные подходы к проведению исследований. Для изучения фазового состава, структуры и процессов кристаллизации изделий используются рентгенофазовый (РФА), дифференциально-термический (ДТА) и петрографический анализы. РФА проводится на рентгеновском дифрактометре X’Pert MPD PRO (PANalytical) для порошков, прошедших через сито 100 отв/мм. ДТА выполняется с использованием оптического эмиссионного спектрометра Optima 5100 DV и газового хроматографа Clarus 600 с масс-спектрометром Clarus 600 S. Предел прочности кирпичей при сжатии и изгибе, а также их плотность, водопоглощение и морозостойкость определяются по ГОСТ 8462 и ГОСТ 7025. Ожидаемые результаты: - будут разработаны мраморно-фактурные кирпичи из отходов мраморизованного известняка Экпендинского месторождения. Будут проведены анализ сырья, обзор технологий, оптимизация состава и параметров гиперпрессования. Будут исследованы процессы карбонизации, долговечность и прочность изделий, а также созданы цветные составы. Будет разрабатаны программное обеспечение для роботизации складирования и технологический регламент производства; - будут определены месторождения огнеупорных глин и их свойства, подобран состав керамической массы, изготовлены клинкерные образцы, исследовано влияние температуры и среды обжига на их свойства, определены функциональные характеристики изделия, разработана технология и документация (технологический регламент) для производителей керамической продукции; - будет создан завод по производству гиперпрессованных кирпичей с внедрением инновационных технологий. Будет освоены месторождения мраморизованного известняка и отходов промышленной добычи полезных ископаемых мраморизованного известняка, сертификация продукции и внедрение систем качества ISO. Будут разработаны маркетинговые инструменты и продвижение продукции. Актуальность решаемых в результате исследований задач для целей социально-экономического развития в масштабах Республики Казахстан, указанных в государственных стратегических и программных документах: Актуальность исследования обусловлена рациональным использованием отходов мраморизованного известняка Экпендинского месторождения, что соответствует принципам ресурсосбережения и приоритетам государственных программ Республики Казахстан по развитию строительной индустрии и экологически устойчивых технологий. В настоящее время производство мраморно-фактурного кирпича в Казахстане отсутствует, что создает потребность в разработке отечественной технологии и организации производства. Разработка мраморно-фактурного кирпича и керамических клинкерных изделий из местного сырья расширяет ассортимент высококачественных материалов, снижает зависимость от импорта и повышает их конкурентоспособность. Создание совместного предприятия откроет новые возможности для инвестиций, развития бизнеса и создания рабочих мест. Степень влияния результатов исследований на соответствующую отрасль экономики, сферу общественных отношений и (или) отрасль науки. Разработка мраморно-фактурного кирпича из отходов промышленной добычи позволит снизить затраты на сырьё, уменьшить экологическую нагрузку и повысить конкурентоспособность строительных материалов. Внедрение новых технологий приведёт к оптимизации гиперпрессования, автоматизации и роботизации производства, что повысит его эффективность. Результаты исследований укрепят строительную индустрию за счёт использования местного сырья, снижения импортозависимости и внедрения передовых методов переработки. Это положительно повлияет на локальную экономику и повысит конкурентоспособность отечественных производителей. В научной сфере проект внесёт вклад в материаловедение, развивая междисциплинарные исследования и инновационные методы обработки сырья. С экологической точки зрения переработка отходов снизит нагрузку на окружающую среду, поддерживая устойчивость строительного сектора и развитие экологически ориентированных технологий. Практическая значимость результатов исследований то есть степень их готовности для коммерциализации или применения в ином качестве для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Результаты исследований обладают высокой степенью готовности к коммерциализации и могут быть непосредственно внедрены в строительную отрасль Республики Казахстан. Разработка и производство мраморно-фактурного кирпича из отходов добычи полезных ископаемых обеспечит снижение себестоимости строительных материалов, повысит их качество и конкурентоспособность, а также сократит экологические риски за счёт утилизации отходов. Внедрение технологий гиперпрессования, автоматизации и роботизации производства повысит эффективность отрасли и создаст новые рабочие места. Разработка технологии производства керамических клинкерных изделий позволит использовать местное сырьё, обеспечив снижение импортозависимости и рациональное использование природных ресурсов. Исследования сырьевой базы, оптимизация состава и совершенствование технологических процессов (обжиг, контроль качества) обеспечат выпуск высокопрочных и долговечных материалов, соответствующих международным стандартам. Коммерциализация разработок поддержит социально-экономическое и научно-техническое развитие страны, укрепит позиции Казахстана на рынке строительных материалов и будет способствовать экологически устойчивому развитию.

Цель программы заключается в проведении исследования по оценке уровня и степени цифровизации в казахстанской промышленности (в машиностроении, химической промышленности и логистике), выявить причины отставания в адаптации к цифровым технологиям и разработать стратегические рекомендации для улучшения процессов цифровизации. Одним из центральных акцентов программы является развитие человеческого капитала. В современных условиях успех цифровизации невозможен без квалифицированных кадров, способных эффективно работать с новыми технологиями. В условиях Казахстана, где цифровизация только набирает обороты, опережающее развитие компетенций работников играет ключевую роль в обеспечении успешной цифровой трансформации. В программе предусмотрены многоуровневые инициативы, направленные на обеспечение того, чтобы работники на всех уровнях производства могли эффективно использовать новые системы и технологии. Программа фокусируется не только на технологическом прогрессе, но и на развитии человеческого капитала, что является ключевым фактором успеха в условиях быстро меняющейся цифровой экономики. Значимость программы выражается в ее способности укрепить конкурентоспособность казахстанских предприятий на глобальной арене. В условиях мирового рынка, где цифровизация становится основным фактором конкурентоспособности, предприятия, готовые к цифровой трансформации, имеют явное преимущество. На основе анализа зарубежного перводового опыта в области цифровизации и кадрового обеспечения, оценки современного уровня цифровых компетенции человеческого капитала в производственных компаниях РК будет разработана Модель цифровой зрелости человеческого капитала. Модель позволит компаниям проводить оценку уровня цифровой зрелости сотрудников для выработки стратегических решений по развитию человеческого капитала. В рамках реализации программы будет создана кластерная платформы для обеспечения тесного взаимодействия между научно-образовательными учреждениями и производственными компаниями. Коллаборация будет способствовать разработке научно-методических рекомендации, по развитию компетенции управленческого и операционного персонала, проведению мониторинга развития цифровых комптенции и прогнозированию будущих потребностей в кадрах с цифровыми компетенциями для ускорения процесса цифровой трансформации промышленности в стране. Реализация программы позволит решить задачи, отраженные в государственных программах: Стратегия развития Казахстана до 2050 года, Национальный план развития Республики Казахстан до 2025 года, Концепция развития малого и среднего предпринимательства до 2030 года, Концепция развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023 – 2029 годы, Концепция цифровой трансформации, развития отрасли информационно-коммуникационных технологий и кибербезопасности на 2023 - 2029 годы, Концепция развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023 – 2029 годы.

Устойчивое развитие, охватывающее экономические и экологические аспекты, является двигателем современного общества, в котором безопасное и эффективное проектирование материалов становится необходимым условием для внедрения новых технологий. В данной работе представлена новая концепция разработки композиционных материалов на основе электрохимически восстановленного оксида графена (E-RGO) для широкого спектра применений. E-RGO полезен не только как самостоятельный материал для каталитических процессов, но и как эффективный наполнитель для различных полимерных структур, а также для покрытий и электрохимических устройств хранения энергии. Этот проект направлен на получение многослойного восстановленного оксида графена с использованием электрохимического метода, что облегчает его функционализацию и модификацию, значительно улучшая эксплуатационные характеристики материала. Основным преимуществом E-RGO является экологически чистый синтез без использования опасных восстановителей, таких как гидразин. Это упрощает дальнейшую функционализацию поверхности оксигенированными группами (эпоксиды, -OH, -COOH) с помощью электрохимических методов. Дополнительной целью является совместное осаждение E-RGO с никелем и никель-цинковыми сплавами для создания компактных покрытий, которые могут использоваться для защиты от коррозии различных металлических конструкций. Совместное электрохимическое осаждение E-RGO и никеля или никель-цинка будет сопровождаться использованием Mxene для улучшения электронной проводимости и структурной целостности, что делает данный подход полезным для повышения производительности. E-RGO будет также использоваться в качестве наполнителя для полимерных структур с целью создания более компактных эпоксидных материалов, ориентированных на улучшение физических и химических свойств, таких как растяжение, изгиб, сжатие, модуль упругости и ударная прочность. Эти свойства будут иметь решающее значение для оптимизации теплостойкости, теплопроводности и термостабильности покрытий, обеспечивающих огнезащитные функции. Эпоксидные композиты с электрохимически восстановленным RGO будут исследованы на другие физико-механические свойства, такие как горючесть и твердость, а также на их огнезащитные характеристики. Контролируемый синтез графена и его производных будет проводиться с целью фундаментального понимания механизмов формирования наноструктурированных углеродных материалов, процессов электрохимического осаждения при различных условиях, а также для соединения полимеров и композитов E-RGO в дисперсной фазе с целью достижения оптимальных свойств покрытий и огнестойкости. Другим важным аспектом является использование проводящих полимеров и Mxene для улучшения электрохимических свойств композитов, которые могут быть использованы в накопителях энергии, таких как литий-ионные и литий-серные батареи. Полимерные композиты будут служить носителями для сульфура, и будет исследовано их влияние на этот элемент. Образование и перемещение полисульфидов представляет собой серьезную проблему при промышленном создании литий-серных батарей. Наш подход к инкапсуляции серы в полимерную матрицу, поддерживаемую E-RGO и обладающую улучшенными электронными свойствами, позволит продемонстрировать эффективность полученных композитных материалов в контексте хранения энергии. Будут протестированы такие характеристики батарей, как время разряда и срок службы. Эти новые материалы будут исследованы с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), спектроскопии комбинационного рассеяния света, испытаний на термическую стабильность, рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (SEM, TEM), элементного анализа и электрохимических методов (циклическая вольтамперометрия, гальваностатический заряд/разряд, электрохимическая импедансная спектроскопия). В целом, экологически безопасное и недорогое производство E-RGO и его нанокомпозитов с металлами и полимерами представляет собой стратегическое преимущество по сравнению с современными материалами для покрытия, защиты от коррозии и электрохимических технологий. Это имеет большое значение для социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Результаты исследований, полученные в рамках данного проекта, будут опубликованы в шести рецензируемых журналах (Q1-Q2) с процентилем выше 50.

Загрязнение питьевой воды и почвы — это не просто проблема; это важнейшая проблема глобального здравоохранения, требующая немедленного внимания. Для решения этой проблемы требуется унифицированное, удобное в использовании и экономичное решение, которое может эффективно снизить уровень патогенных микроорганизмов, химических и радиологических загрязнений до приемлемого уровня с помощью простого процесса. Кроме того, последствия изменения климата и стихийных бедствий, таких как наводнение в северном и западном Казахстане в апреле 2024 года, требуют принятия оперативных и практических мер по предотвращению вспышек эпидемий, передающихся через воду, и воздействия опасных уровней тяжелых металлов и токсичных органических загрязнителей. Сложность проблемы загрязнения воды, охватывающей как органические, так и неорганические вещества, катионы и анионы различного происхождения и концентрации, требует комплексного решения, способного одновременно бороться с каждым типом загрязнения. Мы предлагаем мультимодальную систему, которая может быть задумана как биосовместимый нутрицевтик для уменьшения присутствия токсинов в организме человека, функционирующий в качестве энтеросорбента. Исходя из этого, основной целью проекта является разработка новых климатически нейтральных материалов, передовых технологий и техник для защиты окружающей среды и среды обитания человека от антропогенных загрязнителей и последствий изменения климата. Успешная реализация этой программы не только облегчит кризис в области здравоохранения, но и повысит устойчивость нашей экосистемы и благосостояние наших сообществ в долгосрочной перспективе. Для решения этой задачи работа будет разделена на рабочие пакеты (РП). РП1 – Разработать «зеленые» технологии получения новых эффективных сорбентов из отходов промышленности и сельского хозяйства для очистки воды и сточных вод от устойчивых и новых химических загрязнителей, представляющих риски для окружающей среды и здоровья человека. РП2 – Разработать новые сорбционно-каталитические материалы для улавливания и утилизации газовых выбросов, создающих парниковый эффект. РП3 – Исследовать синергетические эффекты комбинированного применения сорбционно-(фото)каталитических методов и передовых окислительных методов для третичной очистки водных сред и питьевой воды от устойчивых и новых химических загрязнителей, микропластиков и патогенных микроорганизмов. РП4 – Разработать методы восстановления почвы от загрязнений с использованием новых сорбционных материалов и их комбинаций с фитоочисткой. РП5 – Разработать энтеросорбенты для защиты организма людей, живущих на территориях с повышенным содержанием загрязнителей в окружающей среде и персонала, рабтающего в условиях постоянного контакта с загрязнителями. РП 6 – Разработать и усовершенствовать методы оценки жизненного цикла новых продуктов - материалов и технологий - с учетом их вклада в создание «зеленых» процессов и экономики замкнутого цикла (циркулярной экономики) РП 7 - Разработать концепцию использования очищенных промышленных водных стоков в круговой (циркулярной) экономике. Результаты исследований послужат основой для разработки методик получения биосорбентов на основе углерода и неорганических веществ, а также гибридных сорбирующих материалов. Будут разработаны и протестированы лабораторные прототипы технологий и систем водоподготовки, направленных на очистку воды от широкого спектра новых загрязняющих веществ. Кроме того, полученные сорбенты будут испытаны в качестве энтеросорбентов в сочетании с органическими связующими веществами. Будет испытано применение сорбционно-каталитического метода улавливания парниковых газов. С использованием полученных сорбентов будет проведено исследование по восстановлению почвы. Будет проведена оценка жизненного цикла новых продуктов и сформулирована концепция применения очищенных промышленных сточных вод в условиях экономики замкнутого цикла.

Научно-техническая программа направлена на разработку передовых технологий для улучшения хирургических и реабилитационных процедур, а также создания высокотехнологичных медицинских устройств. В рамках программы планируется создание робота-ассистента для эндопротезирования коленного сустава, программного комплекса для 3D моделирования органов на основе КТ и МРТ, экзоскелета для реабилитации конечностей, медицинской информационной платформы для организации реабилитации, миоэлектрического протеза предплечья и многокомпонентного протеза для замены суставов нижней конечности. Эти разработки направлены на повышение точности и безопасности хирургических вмешательств, улучшение планирования операций, персонализацию медицинских решений, эффективность реабилитационных программ, восстановление функциональности конечностей и улучшение качества жизни пациентов. Целью программы является разработка и внедрение инновационных медицинских технологий и устройств для улучшения хирургических вмешательств при протезировании и реабилитации в области ортопедии и медицинской реабилитации. Для достижения цели решаются следующие задачи: 1. Разработка коллаборативного робота (кобота) для помощи хирургам при эндопротезировании коленного сустава. 2. Разработка программного комплекса для анализа результатов компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) с целью создания точной трехмерной модели органа человека, соответствующей его анатомии. 3. Разработка механотерапевтического экзоскелета, предназначенный для реабилитации и восстановления функций верхних и нижних конечностей у пациентов в послеоперационном периоде. 4. Разработка комплексной медицинской информационной платформы с модульной и масштабируемой архитектурой для обеспечения организации медицинской реабилитации. 5. Создания антропоморфного миоэлектрического протеза предплечья. 6. Разработка многокомпонентного протеза для замены стопы, голеностопного, коленного и тазобедренного суставов в качестве платформы для биомеханических исследований при потере нижних конечностей. При успешной реализации программы ожидаются следующие результаты:  разработана манипуляционная система коллаборативного робота и система его управления;  разработана адаптивная система управления для поддержки базовых движений;  разработана модель машинного обучения для точного распознавания анатомических особенностей пациентов на основе медицинских изображений и восприятия окружающей среды.  разработаны методы сегментации изображений для выделения структур, обработку облака точек для высоко детализированных трехмерных моделей, реконструкцию изображений на основе двумерных снимков;  разработан алгоритм рендеринга для реалистичной визуализации и для создания трехмерной модели органа;  выбран материал для печати, учитывая требования к биологической совместимости.  разработан экзоскелет с учетом безопасности, кинематики, эргономики и комфорта пользователя;  разработан контроллер экзоскелета с учетом совместной динамики опорно-двигательного аппарата робота и человека. Диспетчер должен иметь возможность плавно переключаться между режимами управления траекторией и управлением по мере необходимости  создана централизованная база данных с историей травм, типов заболеваний, для выявления паттернов и предоставления персонализированных рекомендаций;  создана информационная платформа с модульной и масштабируемой архитектурой для обеспечения организации медицинской реабилитации.  разработан миоэлектрический модуль управления протезом руки с удалением артефактов при сенсорной электростимуляции;  создан прототип антропоморфного миоэлектрического протеза предплечья.  разработан протез для стопы, обеспечивающей стабильность, подвижность и естественное движение;  создан протез для голеностопного сустава с возможностью адаптации к различным поверхностям и уровням активности пациента;  создан протез для коленного сустава с учетом биомеханики хода;  разработан протез тазобедренного сустава; Вывод на рынок 6 новых систем и устройств отечественного производства для улучшения процесса протезирования тазобедренного/коленного сустава По результатам программы опубликованы: 1) не менее 13 (тринадцати) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти). 2) не менее 15 (пятнадцать) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО. 3) не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя; 4) не менее 5 (пяти) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 4 (четырех) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 10 (десяти) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.

Целью программы является разработка метода получения MXene материалов и их модификация путем внедрения в полученную структуру кремния и его соединений, конечный результат которого – материал, имеющий больше стабильности циклов заряда/разряда и удельной емкости для применения в качестве активного электродного материала в накопителях электрической энергии. Описание проблем: С ростом и развитием техники и технологий от малых портативных устройств до крупномасштабных электромобилей и хранилищ энергии, возникает потребность в постоянном усовершенствовании и разработке новых материалов для литий-ионных батарей. Эффективность электрохимических устройств напрямую зависит от свойств материалов электродов. Новые материалы должны обладать улучшенными электрохимическими свойствами, такими как более высокая энергетическая плотность, более стабильные циклы заряда и разряда, а также более быстрый транспорт литиевых ионов. Идея программы: Разработка и получение стабильных и высокоемких анодных материалов для накопителей электрической энергии путем модификаций двумерных MXene материалов. Это будет достигаться через интеркалирование материалов на основе кремния (SiO2/SiOx/Si) в структуру MXene с использованием различных методов. По результатам исследований планируется опубликовать: - не менее 9 (девяти) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти); - не менее 10 (десять) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО; - не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя; - не менее 2 (двух) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 2 (двух) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 5 (пяти) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан. Будет разработан метод получения MXene материалов и их модификация, которые имеют больше стабильности циклов заряда/разряда и удельной емкости для применения в качестве активного электродного материала в накопителях электрической энергии. Результаты исследований будут влиять на развитие науки и технологий Республики Казахстан путем способствования повышению уровня знания специалистов в области электрохимических накопителей энергии. Это может привести к возможности запуска производства нового поколения электрохимических устройств для хранения энергии, а также может обеспечить создание дополнительных рабочих мест, стимулировать научные и технические исследования. Разработанная программа направлена на решение стратегически важных государственных и социально-экономических задач. Внедрение и масштабирование производства электрохимических накопителей энергии способствуют созданию высокооплачиваемых рабочих мест, повышению производительности труда и стимулированию инвестиций в научные исследования и разработки. Кроме того, развитие данного направления поможет Казахстану занять свою нишу на мировом рынке энергетических технологий, укрепив экспортный потенциал страны и способствуя росту конкурентоспособности национальной экономики.

Наименование темы программы: «Разработка программного продукта для цифровизации и оптимизации работы системы теплоснабжения городов Казахстана». Цель программы - разработка цифрового двойника тепловых сетей городов Казахстана. Проблема направлена на разработку программного продукта с искусственным интеллектом (далее - Системы) для моделирования и оптимизации работы тепловой сети, а также прогнозирования аварийных нестационарных процессов в сети. Можно выделить следующие задачи, решению которых способствует внедрение создаваемого программного продукта (ПК): сокращение уровня аварийности и, как следствие, времени отключения потребителей от тепла; повышение энергоэффективности сетей за счет уменьшения тепловых потерь и излишней выработки топлива на источниках тепла; прозрачности работы тепловой сети в части услуг теплоснабжения. Цифровые технологии помогут сократить время на устранение аварий и их количество, а также перерывов в снабжении теплом будет меньше. Цифровизация теплосети позволит быстро и прозрачно реагировать на вопросы жителей в части услуг теплоснабжения. Мотивация программы состоит в разработке ПК для моделирования, мониторинга и оптимизации показателей работы тепловых сетей, создании цифровых двойников тепловых сетей городов Павлодар и Алматы. Основные подходы и гипотезы исследования: - новые подходы (модели, методы, алгоритмы, программные модули, технологии) ПК цифрового двойника городской теплосети; - интеллектуальные алгоритмы, программные модули для анализа и процесса принятия решений технико-экономических показателей режимов работы системы теплоснабжения для обеспечения экономичных режимов тепловых источников и насосных станций; - модели, алгоритмы графического представления объектов системы теплоснабжения с полным топологическим описанием связности объектов; - модели, алгоритмы паспортизации объектов системы теплоснабжения; - модели, методы, алгоритмы, программные модули гидравлических расчетов тепловых сетей любой степени закольцованности, в том числе гидравлический расчет при совместной работе нескольких источников тепловой энергии на единую тепловую сеть; - модели, методы, алгоритмы, программные модули при моделировании всех видов переключений, осуществляемых в тепловых сетях, в том числе переключений тепловых нагрузок между источниками тепловой энергии; - модели и методы расчета балансов тепловой энергии по источникам тепловой энергии и по территориальному признаку; - модели, методы, алгоритмы, программные модули расчета потерь тепловой энергии через изоляцию и с утечками теплоносителя; - модели, методы, алгоритмы, программные модули прогнозирования аварийных ситуации в теплосети; - методики измерения гидравлических и тепловых характеристик теплосети; - методы, алгоритмы технического сопровождения цифрового двойника теплосети. Цель программы достигается путем решения следующих задач: 1. Проектирование базы данных для цифровизации объектов Системы; 2. Создание базового расчётного комплекса путем построения математических моделей и разработки интеллектуальных модулей Системы; 3. Разработка пользовательского интерфейса Системы; 4. Тепло-гидравлические расчёты распределительных тепловых сетей в связке с магистральными сетями города; 5. Разработка инструментов идентификации и верификации параметров теплосети исходя их фактических данных работы теплоснабжения города; 6. Создание интеллектуальной системы расчетов планирования и оптимизации работы тепловой сети; 7. Анализ сценариев перспективного развития городской тепловой сети путем построения пьезометрических графиков по результатам расчетов. 8. Разработка геоинформационной системы (ГИС) цифрового двойника городской тепловой сети Ожидаемые результаты. В результате выполнения научно-технической программы (НТП) будет создан программный продукт цифрового двойника тепловых сетей cо следующими модулями: - расчётный комплекс, позволяющий строить тепловые сети на карте, проводить гидравлические и тепловые расчёты магистральных тепловых сетей города; - модули ПК для тепло-гидравлических расчётов распределительных (квартальных) тепловых сетей в связке с магистральными сетями города; - модули ПК для проведения расчетов планирования и оптимизации работы тепловой сети; - модули ПК для моделирования возникающих нестационарных процессов в сети; - модули тепло-гидравлических расчетов при совместной работе нескольких источников тепловой энергии на единую тепловую сеть; - расчеты потерь тепловой энергии через изоляцию с утечками теплоносителя; - прогнозирование аварийных ситуаций в теплосети. Цифровизация позволяет дать полное описание сложной интеллектуальной сети, рассматривая все ее аспекты от оптимального распределения теплоносителя до реализации стратегий управления теплоснабжения у конечных пользователей. Цифровой двойник теплосети способствует снижению эксплуатационных затрат на теплоснабжение благодаря оптимизации управления тепловыми сетями, сокращению числа аварийных ситуаций и недопоставок тепла, что способствует повышению уровня комфорта и безопасности городской среды. Создаваемый ПК будет использован для разработки цифровых двойников тепловых сетей г.Павлодар и г.Алматы.

Рост населения мира требует ускоренного развития продовольственной базы с целью удвоения производства продуктов питания к 2050 году. Этой цели можно достичь путем перехода от экстенсивных к интенсивным методам сельскохозяйственного производства. Задачи интенсификации агропроизводства ставятся в ряде стратегических документов правительства, где подчеркивается необходимость развития растениеводства и модернизации сельского хозяйства в целом. Их решение лежит на пути адаптации методов точного земледелия к климатическим, погодным и агротехническим условиям страны, с последующим их широким внедрением в практику работы фермерских хозяйств. Резко континентальный климат Казахстана характеризуется значительной вариативностью погодных условий, влияющих на условия развития сельскохозяйственных культур. При этом, естественные неоднородности почвенных разностей внутри поля в разных погодных условиях часто оказываются в противоположных категориях. Например, локальные понижения внутри полей в засушливых сезонах создают лучшие условия для роста и развития растительности, а во влажных сезонах это наименее благоприятные для растительности земли из-за их переувлажнения. Таким образом, градация качества земель внутри поля сложным и неоднозначным образом связана с погодными условиями, что требует более детального и глубокого анализа и мониторинга для принятия решений по проведению агротехнических мероприятий и их оптимизации с целью повышению урожайности. Имеющиеся системы мониторинга выполняют, как правило, задачи получения спутниковых изображений полей в разных спектральных диапазонах и их картирования. Для условий Казахстана требуются более сложные схемы. Необходимо учитывать историческую информацию, тренды изменений характеристик неоднородностей внутри полей и ожидаемые погодные условия. Для идентификации причин угнетения культурных растений необходимы снимки сверхвысокого разрешения. Все это усложняет решение базовых задач классификации, идентификации и распознавания состояния полей, посевов, фаз развития растений и т.п. Например, в условиях засухи деградация посевов делает их неотличимыми от парующихся полей. Вместе с тем, технологии обработки изображений и машинного обучения, позволяют решать многие задачи классификации и идентификации в сложных, меняющихся условиях в автоматическом режиме. Разработка системы поддержки агротехнических мероприятий в растениеводстве, основанной на комплексе систем мониторинга и методах искусственного интеллекта, представляет собой перспективное направление в сельском хозяйстве. Интеграция спутникового и низковысотного дистанционного зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) позволит получить более точные данные для мониторинга и управления процессами в точном земледелии. Это, в свою очередь, способствует повышению эффективности производства растительных кормов и оптимизации агротехнических мероприятий. Разрабатываемая в рамках проектного решения система будет включать в себя как высотное спутниковое зондирование для общего планирования, так и низковысотное зондирование для детализации с использованием снимков высокого разрешения. Спутниковый мониторинг может быть организован на основе доступных спутниковых продуктов или специализированных решений, в зависимости от потребностей и ресурсов участвующих в проекте хозяйств. Низковысотный мониторинг, осуществляемый с помощью специализированных БПЛА, обеспечит сбор данных с высокой степенью детализации, что критически важно для точного анализа состояния посевов. Подсистема обработки данных будет выполнять такие функции, такие как картирование полей, классификацию состояния растений и распознавание зон, требующих особого внимания или корректировки агротехнических мероприятий.Кроме того, она будет способствовать точному прогнозированию потенциальной вариативности урожайности, что позволит аграриям более эффективно планировать и распределять ресурсы. С учетом большого объема получаемых данных перспективным решением будет использование суперкомпьютерных технологий для обработки получаемых изображений. В целом, система станет значительным шагом вперед в области инновационных, наукоемких агротехнологий, обеспечивая более устойчивое и продуктивное сельское хозяйство в Казахстане. Она поможет снизить риски, связанные с неопределенностью погодных условий и другими факторами, влияющими на урожай, и улучшить качество жизни фермеров за счет повышения эффективности производства и снижения затрат. Создание подобной системы будет способствовать повышению производительности труда, росту урожайности и в конечном счете повышению степени диверсификации ресурсно ориентированной экономики Казахстана. Полученные научные результаты и разработки в рамках предлагаемого междисциплинарного проекта будут способствовать подготовке высококвалифицированных специалистов на стыке обработки данных и сельского хозяйства. Настоящая программа направлена на создание основных программно- аппаратных компонентов системы точного земледелия, адаптированной к условиям Казахстана. В результате ее выполнения будут получены следующие результаты: разработаны и адаптированы опытные образцы беспилотных летательных платформ, обеспечивающие мониторинг значительных площадей сельскохозяйственных полей; разработаны аппаратные и программные компоненты в том числе на базе высокопроизводительных вычислительных систем для применения беспилотных летательных систем и обработки больших объемов данных; разработаны модели, методы и программные средства для сегментации зон полей, требующих разных агротехнических воздействий, определения фазы развития культуры, степени угнетенности и выявления некоторых ингибиторов роста полезных растений; разработаны методы планирования маршрутов облетов; создана картографическая система для отображения результатов мониторинга; разработана техническая документация, документация пользователя по использованию системы; развиты соответствующие компетенции в сфере мониторинга процессов точного земледелия с использованием методов интеллектуального анализа данных и разработана программа подготовки специалистов.

К.И. Сатпаев является выдающимся ученым и общественным деятелем Казахстана, вклад которого в науку и культуру страны неоценим. Исследование его научно-культурного наследия помогает сохранить и передать будущим поколениям значимые достижения и ценности. Понимание и изучение трудов и методов Сатпаева способствует укреплению связи между поколениями ученых, что помогает обеспечить непрерывность научных исследований и развивать традиции отечественных научных школ, а также поспособствовать улучшению качества научных исследований, повышению их конкурентоспособности на международной арене и привлечению молодых специалистов к научной деятельности. Исследование и популяризация наследия таких выдающихся личностей, как К.И. Сатпаев, укрепляет национальную идентичность и способствует формированию гордости за свою страну. Это особенно важно в условиях глобализации и культурного разнообразия. Таким образом, программа по исследованию научно-культурного наследия К.И. Сатпаева является актуальной и значимой как для развития науки в Казахстане, так и для укрепления культурных и исторических основ общества.

Цель программы – Разработка и создание отечественных, инновационных, высокоэффективных, технических средств и технологических процессов компримирования газов для бурения, геологоразведки и других промышленных процессов производственных отраслей Республики Казахстан. Программа направлена на решение таких задач, как: получение для геологоразведочной, горнодобывающей, нефтегазовой и других отраслей промышленности РК собственной казахстанской инновационной продукции машиностроения, конкурентоспособной в сравнении с лучшими мировыми аналогами и пригодной для замещения импорта; снижение удельной энергоемкости и себестоимости работы оборудования и рабочих процессов с его участием в названных отраслях; улучшение экологических показателей работы оборудования и рабочих процессов с его участием в названных отраслях. Программа решает задачи, указанные в следующих стратегических документах: 1) Стратегия «Казахстан-2050». Приоритет 1 - «Экономическая политика нового курса»; 2) Национальный план развития РК до 2025 года, утвержденный Указом Президента РК от 15 февраля 2018 года № 636; 3) Концепция развития топливно-энергетического комплекса на 2023-2029 годы. В итоге выполнения и реализации результатов программы будут получены принципиально новые технические и технологические решения в сфере оборудования и процессов для компримирования газов, которые внесут свой достойный вклад в эффективное развитие добывающей, энергетической, а также машиностроительной и других отраслей Республики Казахстан на долгосрочную перспективу. Экономический эффект: В результате реализации программы будут разработаны новая техника и технология компримирования газов, альтернативная дорогостоящим и сложным в эксплуатации зарубежным технологиям. Новая технология компримирования газов, должна быть дешевле на 15-20% от существующих аналогов. Разрабатываемая технология должна снизить потребление электроэнергии до 10%. Социальный эффект: Реализация программы будет иметь в качестве результата комплексный социальный эффект, состоящий в увеличении количества рабочих мест, как при производстве новой техники и оборудования, так и в результате прогнозируемого положительного развития промышленного производства. Кроме того, социальный результат будет получен за счет развития смежных отраслей промышленности, которые будут вовлечены в процесс реализации данной программы и освоения ее результатов. То есть программа должна дать определенный импульс для развития электроэнергетической, металлургической, машиностроительной отраслей, что позволит приобрести уникальный опыт и сформировать команды высококвалифицированных специалистов – основу индустриально-инновационного развития Республики Казахстан. Кроме того, работы по программе должны повысить квалификацию и расширить область специальных знаний эксплуатирующего и научного персонала, реализовать эффективную программу подготовки молодых специалистов (магистрантов и докторантов). Экологический эффект: Экологический эффект программы будет заключаться в реализации Концепции «зеленой» экономики, изложенной в Национальном плане развития Республики Казахстан до 2025 года, утвержденным Указом Президента Республики Казахстан от 15 февраля 2018 года №636. В соответствии с указанной концепцией, разработанные в программе технические и технологические решения должны исключить (или значительно снизить) целый ряд экологически вредных факторов. Так же, как результат программы должно быть снижено потребление электроэнергии на 20-25 %. Целевые потребители полученных результатов: Министерство экологии и природных ресурсов РК, Министерство энергетики РК, Министерство промышленности и строительства РК, крупные добывающие компании – АО «Казцинк», АО «KAZ Minerals», АО «НАК «Казатомпром», группа «Казахмыс» и другие национальные, частные и зарубежные промышленные компании, вузы, проектные организации производственных отраслей.